Singh nimitettiin ylähuoneeseen Assamista 1991, jossa hän oli opposition johtajana 1998–2004.[1]Kongressipuolue voitti 1998 vaalit, ja kommunistien vasemmistorintama päätti tukea sitä mutta jäi hallituksen ulkopuolelle. Kongressipuolueen johtaja Sonia Gandhi kieltäytyi kuitenkin pääministerin paikasta ja nimitti Singhin asemaan.
Pääministerinä Singh jatkoi talousuudistuksia, jotka aloitti 1991. Talouden vapauttaminen on johtanut nopeaan mutta epätasaiseen talouskasvuun. Ulkopoliittisesti Singh edisti neuvotteluja rauhasta Pakistanin kanssa ja sekä suhteita Afganistaniin, jossa hän vieraili ensimmäisenä Intian pääministerinä 29 vuoteen.
Singhin virkakautena Intia lähensi välejään voimakkaasti Yhdysvaltoihin ja solmi käänteentekevän sopimuksen ydinmateriaalista Yhdysvaltain kanssa, vaikkei olekaan ydinsulkusopimuksen jäsen. Singh ärsytti oppositiota ja omiaankin hylkäämällä Intian perinteisen liittolaisen Iranin sen riidassa Yhdysvaltain kanssa. Parlamentin puhemies Abhishek Manu Singhvi ehdotti jopa Intian korkeimman kunniamerkin Bharat Ratnan luovuttamista George W. Bushille, mikä kuitenkin tyrmättiin.[2] Kongressipuolueen kanssa liitossa oleva parlamentin vasemmistolaita on arvostellut Singhia ankarasti "George W. Bushin uuden maailmanjärjestyksen seuraamisesta."
Maaliskuussa 2015 Singh sai syytteet korruptiosta, rikollisesta salaliitosta ja virka-aseman väärinkäytöstä liittyen hiilikenttien hyödyntämiseen myönnettyihin lisensseihin hänen virkakautensa aikana. Singhiä on pidetty yhtenä Intian rehellisimmistä poliitikoista, vaikka korruptioskandaalit painoivatkin hänen hallitustaan.[3]
